Vorteil der Vielfalt auch für Monokulturen nutzbar machen
Monokulturen sind für die Landwirtschaft praktisch; vielfältige Pflanzengemeinschaften wären aber produktiver. Die Uni Zürich forscht.
Das Wichtigste in Kürze
- Die Uni Zürich untersucht, wie man Vielfalt und Monokultur verbinden kann.
- Denn: Vielfältige Pflanzengemeinschaften wären produktiver.
Forscher der Uni Zürich haben nun entdeckt, dass es nur Unterschiede in einem kleinen Abschnitt des Erbguts braucht, damit Vielfältigkeit und Monokulturen verbunden werden kann. Dies liesse sich für die Pflanzenzucht nutzen.
Vielfältige Artengemeinschaften haben zahlreiche Vorteile gegenüber Monokulturen. Unter anderem produzieren sie mehr Biomasse. Obwohl dank dieser Biodiversitätseffekte also auch der Ertrag von Nutzpflanzen gesteigert werden könnte, setzt die Landwirtschaft aus pragmatischen Gründen auf Monokulturen: Die Feldfrüchte sollten zum Beispiel alle die gleiche Wuchsform haben und zur gleichen Zeit reif werden.
Eine Studie zweier Forscher der Universität Zürich zeigt nun, dass es eventuell gar keine grossen genetischen Unterschiede braucht, damit eine Nutzpflanzen-Gemeinschaft dank dem Biodiversitätseffekt mehr Ertrag bringt. Wie die Hochschule heute Montag mitteilte, konnten sie die für diesen Biodiversitätseffekt wichtigen Gene bei der Ackerschmalwand (Arabidopsis thaliana) identifizieren. Davon berichten sie im Fachblatt «Nature Ecology & Evolution».
Nur kleine Unterschiede nötig
Für ihre Studie pflanzten Samuel Wüst und Pascal Niklaus verschiedene Gemeinschaften von Ackerschmalwand-Pflanzen mit genetischen Unterschieden in Töpfe und bestimmten nach mehreren Wochen durch Wiegen die Biomasse der Pflanzen. Die Töpfe mit genetisch unterschiedlichen Gemeinschaften lieferten dabei mehr Ertrag als die mit genetisch identischen Individuen, wuchsen also besser, wie die Uni Zürich schrieb. Diesen Biodiversitätseffekt setzten die Forscher anschliessend in Beziehung zum Erbgut der in der Gemeinschaft zusammen wachsenden Pflanzen.
Wie sich dabei herausstellte, reichen genetische Unterschiede in einem winzigen Abschnitt des Erbguts aus, damit die Ackerschmalwand-Gemeinschaft besser wuchs. «Man dachte bisher, dass die Biodiversitätseffekte durch Unterschiede an zahlreichen Stellen im Erbgut zustande kommen, also recht komplex sind», erklärte Niklaus im Gespräch mit der Nachrichtenagentur Keystone-SDA. «Nun stellt sich heraus, dass deren genetische Grundlage relativ einfach und damit für die Pflanzenzucht nutzbar sein könnten.»
Bei der Pflanzenzucht gehe es heute in erster Linie darum, die Eigenschaften der Einzelpflanze zu optimieren, so Niklaus weiter. Diesbezüglich gab es bereits viele Studien, um zu identifizieren, welche Gene für bessere Erträge sorgen könnten. «Das Neue an unserem Ansatz ist, dass wir nicht die Eigenschaften einer Einzelpflanze, sondern den positiven Effekt der Wechselwirkung zwischen unterschiedlichen Pflanzen im Erbgut verortet haben.»
Auf Nutzpflanzen anwendbar
Das gleiche Verfahren liesse sich nun auch für Nutzpflanzen verwenden, um beispielsweise herauszufinden, welcher Erbgutabschnitt bei Weizen in einer Mischung von genetisch unterschiedlichen Varianten divers sein muss, um mehr Ertrag zu liefern. «Wir schlagen vor, weiter Monokulturen anzubauen, aber innerhalb der Monokultur könnte es Vielfalt in einem begrenzten Erbgutabschnitt geben, um den Vorteil von Biodiversität auf die Produktivität zu nutzen», sagte Niklaus der Keystone-SDA.
Ob der Biodiversitätseffekt bei Weizen und andere Nutzpflanzen allerdings genauso genetisch simpel ist wie bei der Ackerschmalwand, muss zunächst untersucht werden. «Wir haben die Herangehensweise gezeigt, jetzt lässt sie sich für andere Pflanzenarten einsetzen», so Niklaus.
Wie genau der besagte Erbgutabschnitt in der Ackerschmalwand dafür sorgt, dass vielfältige Gemeinschaften besser wachsen, ist derzeit noch unklar, sagte der Forscher. Derzeit seien Samuel Wüst und er daran, den Mechanismus dahinter genauer zu analysieren.
